声流场论文_汤强

导读:本文包含了声流场论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:谐振,有限元,超声,矩阵,超声波,函数,液体。

声流场论文文献综述

汤强^[1]（2017）在《超声微纳操控技术中的声流场研究》一文中研究指出超声微纳操控技术利用超声场的物理效应如声辐射力和声流场等,来实现微纳样品的捕捉、旋转、聚集和释放等功能。相较于其他类型的微纳操控方法,基于声学效应的超声微纳操控技术具有对被操控物体的选择性低、对生物样品损伤小、操控形式多样和设备廉价等优点。但是在本工作之前,对超声微纳操控技术中的声流场的研究并不完整,有限元仿真计算效率低。因此,有必要对超声微纳操控技术中的声流场进行更为深入的研究。本论文的主要研究内容和成果如下:1.基于声场基本理论和已有的声流场理论,通过推导,得到了声流场理论中作为驱动力之一的二阶声压的时间平均值的具体表达式,从而使整个声流场理论体系得到完善。利用COMSOL Multiphysics有限元软件中的声场和流场模块,建立了声流场的仿真计算方法。2.利用完善后的声流场理论可以仿真出二维矩形腔体中由行波声场产生的声流场。通过与经典的流场解析解相比较,验证了完善后的声流场理论的正确性。通过改变振源的频率和长度、振源之间的距离和初相位差等参数,得到了声流场随励振条件的变化规律。进一步的有限元计算揭示了介质中颗粒的存在以及介质温度的改变对声流场的影响规律。3.针对超声针-液滴-基板系统在超声针下方形成微纳颗粒的叶状聚集斑点的实验现象,对基板上声流场以及系统结构参数对声流场的影响进行了有限元计算分析。计算结果不仅能很好地解释系统的工作原理,而且揭示了声流场对微纳颗粒聚集特性的影响规律。此处的聚集特性是指微纳颗粒聚集能力对超声针到基板之间的距离、超声针的半径、液滴的高度与半径、超声针截面形状等参数的依存性。声流场对微纳颗粒聚集特性的影响规律可用于超声针-液滴-基板系统的聚集特性优化。4.针对超声针-液滴-基板系统在液滴中产生复杂螺旋涡并将纳颗粒聚集到涡流中心的实验现象,对基板上的涡流场进行了实验与理论分析。实验与有限元计算均表明:通过改变超声针在液滴中的振动分布,可改变螺旋涡的数目,从而改变聚集斑点的数目。在实验中还发现该螺旋涡是一种越靠近涡流中心流速越小的复杂涡流,因而有利于将被聚集的纳颗粒稳定在涡流中心。另外,通过对颗粒进行动力学分析,得到了为实现纳颗粒聚集,复杂螺旋涡需满足的充要条件。5.针对超声纳米钳捕捉液滴与基板交界面处单根纳米线的实验现象,对微探针附近的声流场以及不同结构参数对声流场的影响进行了有限元计算分析。计算结果不仅能很好地解释系统的工作原理,而且揭示了声流场对纳米线捕捉特性的影响规律。此处的捕捉特性是指捕捉纳米线的能力对微探针到基板之间的距离、针的半径与长度、液滴的高度等参数的依存性。声流场对纳米线捕捉特性的影响规律可用于超声纳米钳的捕捉特性优化。6.通过理论推导,得到了由不同频率的多个振源所产生的声流场的计算方法。利用此方法计算了正七边形腔体中多个振源振动时所产生的声流场,并对其进行了实验验证。这部分的有限元计算表明:相比单频声流场,多频声流场更复杂,声流场的分布与振源的位置、振源的数目、振源的频率和振幅均有关系,多频声流场分布呈现多样性。多频声流场分布的多样性为拓展超声微纳操控功能提供了另一个新途径。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2017-12-01）

龚建石^[2]（2016）在《指数型热声谐振管内非线性声流场的模拟研究》一文中研究指出热声制冷机是一种极具发展潜力和应用前景的新型制冷机,随着热声制冷机实用化的发展,对热声制冷效率的要求越来越高。谐振管是热声制冷机的重要组成部件,管内振荡流场产生的声压幅值及压比大小对制冷效率有着重大影响。相同驱动条件下,高的声压幅值和压比能提高声功,从而提升制冷机的制冷效率。指数型热声谐振管是一种能提高管内压比的优秀管型,但当管内声压幅值较大时,现有的线性热声理论已经无法解释大振幅情况下出现的一些非线性现象。目前关于指数型管内非线性声流场的模拟研究大多是基于一维模型,且缺乏能进一步提升指数管性能的方法。为此,本文研究指数型热声谐振管内的二维非线性声流场特性,探索提高热声制冷效率的有效方法。论文利用计算流体力学软件Fluent对指数管内二维非线性声流场进行模拟计算。由于驱动频率等于指数管谐振频率时,管内能得到最大声压幅值,故对指数管谐振频率进行了研究,获得了声压幅值、压比最大的管型。在得到指数管谐振频率关系后,通过与圆柱直管内声场的比较,验证了指数管减少声功耗散的优秀性能,并对管内声流场特征进行了分析。最后探索了边界温度对管内声场的影响并提出能提升谐振管性能的建议,从而为高效的热声制冷机设计提供参考。本文的主要工作包括以下几个方面:(1)对一种圆柱型直管内声场进行模拟分析,通过与文献结果对比,验证了运用Fluent软件对热声问题进行模拟的可行性以及计算模型的正确性。(2)模拟研究了六种(m=2.0,2.2,2.4,2.6,2.8和3.0)不同形状参数的指数型热声谐振管内二维非线性声场特性,分析了驱动频率和驱动强度对管内声压演化过程及谐振频率的影响,并探索了指数管实际谐振频率与理论计算谐频之间的关系。(3)通过对m=2.2的指数管和与其等直径、等体积的直管内声场的模拟与比较,验证了指数管具有提高管内压比和抑制高次谐波的能力,并对指数管内声场以及流场结构特征进行了分析。最终探索了壁面边界温度的改变对指数管内声场的影响,得到了能提升谐振管性能的边界温度。(本文来源于《湖南科技大学》期刊2016-05-22）

夏长亮,俞卫,李斌,史婷娜^[3]（2006）在《基于有限元法的液体媒质超声波电机内部声流场分析及饱和流速研究》一文中研究指出与一般超声波电机依靠定、转子之间的摩擦来传递能量不同,非接触型超声波电机的定、转子并不直接接触。该文介绍了液体媒质超声波电机的基本结构及运行机理,阐述了电机运行过程中能量传递的基本过程,揭示了液体中的雷诺应力是电机声流场的驱动力。文章基于Kuznetsov非线性波动方程有限元方法,对液体媒质超声波电机内部声流场进行数值仿真。由声场中的液体微粒振动速度计算声流场驱动力,随后在流体域内用有限元法计算液体的流速。仿真中分别考虑了声场衰减、定子驱动电压及声场非线性对声流场驱动力与液体流速的影响。在数值分析的基础上,对电机运行过程中存在的饱和流速问题进行了进一步的分析。实验结果验证了有限元分析的有效性。(本文来源于《中国电机工程学报》期刊2006年18期）

赵晓路^[4]（1989）在《后掠冀跨声流场S_1/S_2流面全叁元迭代解》一文中研究指出一、前言叶轮机械叁元流动通用理论提出的使用两类流面迭代求解叶轮机械叁元流动正反问题的方法,已成为内流数值计算的一个基本方法。随着计算机速度的提高、内存的扩大,越来越多的叁元直接解投入了使用。但是两类流面迭代求解仍然是叶轮机械内流计算的一个重要方法。(本文来源于《工程热物理学报》期刊1989年01期）

华耀南,吴文权^[5]（1987）在《S_1流面跨声流场流函数矩阵解》一文中研究指出跨声速叶栅流的计算,可采用时间相关法求解Euler方程,或用松弛方法求解势函数方程和流函数方程。一般说来,时间相关法耗费机时较多,势函数方法仅对无旋流适用。流函数方法适用于二元有旋流的计算,并且边界条件也较为简单,可方便地进行S_1和S_2两类流面迭代得到叁元解。流函数方法的跨声计算最大的困难是密度双值问题(本文来源于《工程热物理学报》期刊1987年02期）

声流场论文开题报告

（1）论文研究背景及目的

此处内容要求：

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例：

热声制冷机是一种极具发展潜力和应用前景的新型制冷机,随着热声制冷机实用化的发展,对热声制冷效率的要求越来越高。谐振管是热声制冷机的重要组成部件,管内振荡流场产生的声压幅值及压比大小对制冷效率有着重大影响。相同驱动条件下,高的声压幅值和压比能提高声功,从而提升制冷机的制冷效率。指数型热声谐振管是一种能提高管内压比的优秀管型,但当管内声压幅值较大时,现有的线性热声理论已经无法解释大振幅情况下出现的一些非线性现象。目前关于指数型管内非线性声流场的模拟研究大多是基于一维模型,且缺乏能进一步提升指数管性能的方法。为此,本文研究指数型热声谐振管内的二维非线性声流场特性,探索提高热声制冷效率的有效方法。论文利用计算流体力学软件Fluent对指数管内二维非线性声流场进行模拟计算。由于驱动频率等于指数管谐振频率时,管内能得到最大声压幅值,故对指数管谐振频率进行了研究,获得了声压幅值、压比最大的管型。在得到指数管谐振频率关系后,通过与圆柱直管内声场的比较,验证了指数管减少声功耗散的优秀性能,并对管内声流场特征进行了分析。最后探索了边界温度对管内声场的影响并提出能提升谐振管性能的建议,从而为高效的热声制冷机设计提供参考。本文的主要工作包括以下几个方面:(1)对一种圆柱型直管内声场进行模拟分析,通过与文献结果对比,验证了运用Fluent软件对热声问题进行模拟的可行性以及计算模型的正确性。(2)模拟研究了六种(m=2.0,2.2,2.4,2.6,2.8和3.0)不同形状参数的指数型热声谐振管内二维非线性声场特性,分析了驱动频率和驱动强度对管内声压演化过程及谐振频率的影响,并探索了指数管实际谐振频率与理论计算谐频之间的关系。(3)通过对m=2.2的指数管和与其等直径、等体积的直管内声场的模拟与比较,验证了指数管具有提高管内压比和抑制高次谐波的能力,并对指数管内声场以及流场结构特征进行了分析。最终探索了壁面边界温度的改变对指数管内声场的影响,得到了能提升谐振管性能的边界温度。

（2）本文研究方法

调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。